KR101229436B1 - Bone regeneration material and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 골 손상부위에 적용되는 골재생재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 손상된 뼈의 재건을 목적으로 탈회골기질을 이용하여 치료를 수행하는 정형외과, 치과, 신경외과 등의 분야에서, 시술이 용이하도록 주입성이 뛰어나며, 이식 후에도 흘러내리지 않도록 생체 내에서 형태를 유지할 수 있는 물리적인 특징이 매우 중요하다. 또한, 이식된 생체 내에서 거부반응을 일으킴이 없이 우수한 골재생 능력을 나타낼 수 있도록 하는 것 또한 탈회골기질을 이용한 이식용 재료가 제공될 수 있다.The present invention relates to a bone regeneration material and a method of manufacturing the same applied to the bone damage site. According to the present invention, in the field of orthopedic, dental, neurosurgery and the like to perform treatment using demineralized bone substrate for the purpose of reconstructing damaged bone, the implantability is excellent so that the procedure is easy and does not flow down in vivo so as not to flow after transplantation. Physical features that can maintain form are very important. In addition, it is also possible to provide a material for transplantation using a demineralized bone substrate to exhibit excellent bone regeneration ability without causing rejection in the transplanted living body.

Description

골재생재 및 그 제조방법 {Bone regeneration material and manufacturing method thereof}Bone regeneration material and manufacturing method thereof

본 발명은 골 손상부위에 적용되는 골재생재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 방사선으로 가교화된 젤라틴을 함유하는 골재생재에 관한 것이다.The present invention relates to a bone regeneration material and a method of manufacturing the same applied to the bone damage site. More specifically, it relates to a bone regeneration material containing gelatin crosslinked with radiation.

의료기술의 발달 및 사고, 재해, 치과적 치료의 증가에 따라 이에 필요한 생체재료의 중요성이 날로 커지고 있다. 생체재료는 의약품을 제외한 인공, 천연 또는 그들의 복합재료로서 인체 내에서 단기 또는 장기간 동안 인체의 조직이나 기관의 기능을 치료, 보강, 대치 또는 회복시키는데 사용되는 재료를 일컫는다.As the development of medical technology and the increase of accidents, disasters and dental treatments, the importance of biomaterials is increasing. Biomaterials refer to materials used to treat, enhance, replace, or restore the function of human tissues or organs in the human body for a short or long period of time as artificial, natural, or composites thereof, except pharmaceuticals.

손상된 뼈조직의 치료분야에 있어서 이들의 재건을 주요 목적으로 하는 여러 가지 이식재가 알려져 있다. 이들 이식재는 무유합골절의 치료, 관절 고정, 골강의 충진, 뼈 및 관절부위 손실분 대체, 관골구와 두개골의 강화, 성장판 연골의 융합 등 매우 다양한 목적으로 사용되고 있다.In the field of treatment of damaged bone tissue, a variety of implants are known whose main purpose is their reconstruction. These implants are used for a wide variety of purposes, including the treatment of nonunion fractures, joint fixation, filling of the bone cavity, replacement of bone and joint loss, strengthening of the tibia and skull, and fusion of growth plate cartilage.

특히 뼈 이식을 통한 뼈의 재건 분야에 있어서는, 자신의 뼈 일부분을 채취하여 이식부분에 이식하는 자가이식이 가장 일반적으로 사용되고 있는 방법이다(S. Stevenson, Biology of bone graft, Orthop Clin North Am, 30, 543(1999)). 자가이식의 장점은 뼈의 기질뿐만 아니라 뼈형성에 작용하는 살아있는 세포를 그대로 이식부위에 제공함으로써 뼈생성이 여타의 이식물과 비교할 때 보다 원활하게 일어날 수 있다는 점과, 자신의 뼈 일부분을 사용하기 때문에 면역거부반응에 의한 치료효과의 반감 및 실패확률을 크게 줄일 수 있다는 점이다. 또한, 뼈의 흡수가 거의 없고 피로골절이 적으며 골유도 및 골전도 능력이 뛰어나기 때문에 뼈의 유합과 비후가 신속하게 진행되어 골간의 큰 손실부 재건에 유리하다. 그러나, 이러한 자가이식의 장점에도 불구하고, 자가이식은 피시술자의 신체에서 뼈를 채취해야하므로, 환자의 고통 및 외과적 수술에 필히 수반되는 이차감염의 문제가 항상 존재하는 단점이 있다.Especially in the field of bone reconstruction through bone graft, autograft is the most commonly used method of taking a part of bone and transplanting it into the graft (S. Stevenson, Biology of bone graft, Orthop Clin North Am, 30). , 543 (1999). The advantage of autografts is that bone formation can occur more smoothly than other implants by providing live cells that act not only on the bone matrix but also on bone formation. Therefore, the halving and the probability of failure of the treatment effect by the immune rejection reaction can be greatly reduced. In addition, since there is little bone absorption, fewer fatigue fractures, and excellent bone induction and bone conduction ability, the union and thickening of the bone proceed quickly, which is advantageous for the reconstruction of large bone loss. However, in spite of the advantages of such autograft, since autograft has to collect bone from the body of the subject, there is a disadvantage that there is always a problem of secondary infection, which is necessarily accompanied by the pain of the patient and the surgical operation.

이러한 단점을 해결하고자 대안으로 제시된 것이 탈회골기질(DBM; Demineralized Bone Matrix)이다. 우수한 골유도 능력을 가진 것으로 알려진 탈회골기질, 즉 탈회과정을 거친 뼈기질은 1889년 Senn이 방부제를 골수염 환자의 인체 내에 주입시키기 위한 일종의 운반체로써 사용하기 시작한 것이 그 시초이다. 그 후, 임상목적으로 탈회골기질이 실질적으로 가시화된 것은 Urist의 연구를 통해 탈회된 동결건조골에 의해 골형성이 유도되는 것이 관찰된 이후이다. 그 후 탈회골기질에 대해 많은 연구가 수행되어 Mulliken과 Glowacki에 이르러서는 비탈회골에 비해 탈회골이 골형성을 유도하는데 있어 보다 더 효과적임이 보고된 바 있다.In order to solve this disadvantage, an alternative demineralized bone matrix (DBM) is proposed. The demineralized bone matrix, known to have excellent osteoinductive capacity, or the demineralized bone matrix, was first introduced in 1889 by Senn as a carrier for injecting preservatives into the human body of patients with osteomyelitis. Subsequently, the demineralized bone matrix was substantially visualized for clinical purposes only after the induction of bone formation by the demineralized lyophilized bone through Urist's study. Since then, many studies have been conducted on demineralized bone matrix, and it has been reported that, in Mulliken and Glowacki, demineralized bone is more effective in inducing bone formation than non-mineralized bone.

탈회골기질은 골유도 능력뿐만 아니라 골 채취를 위한 부가적인 수술이 필요치 않은 장점을 갖고 있다. 그러나, 탈회골기질은 수용액과 친화성이 떨어지며, 단독으로 이식시 형태유지가 어려운 단점을 갖고 있다. 또한, 특별한 안정화제 또는 담체와 같이 사용되지 않을 경우, 탈회골기질 내에 포함되어 있는 골형성 단백질 (BMP; Bone Morphogenetic Protein)이 생체 내에서 쉽게 퇴화될 수 있는 가능성이 항상 존재하며, 손상부위에 이식할 때 탈회골기질 자체만으로는 이식이 가능하지 않은 단점이 존재한다.The demineralized bone matrix has the advantage of not only the ability to induce bone but also additional surgery for bone extraction. However, demineralized bone substrates are inferior in affinity with aqueous solutions, and have a disadvantage of difficulty in maintaining shape when transplanted alone. In addition, when not used with a special stabilizer or carrier, there is always a possibility that bone morphogenetic proteins (BMPs) contained in the demineralized bone matrix can be easily degraded in vivo. When demineralized bone matrix itself is not possible transplantation exists.

따라서, 손상된 뼈의 재건을 목적으로 탈회골기질을 이용하여 치료를 수행하는 정형외과, 치과, 신경외과 등의 분야에서, 시술이 용이하도록 주입성이 뛰어나며, 이식 후에도 흘러내리지 않도록 생체 내에서 형태를 유지할 수 있는 물리적인 특징이 매우 중요하다. 또한, 이식된 생체 내에서 거부반응을 일으킴이 없이 우수한 골재생 능력을 나타낼 수 있도록 하는 것 또한 탈회골기질을 이용한 이식용 재료의 필수요건이다. Therefore, in the field of orthopedic, dental, neurosurgery, etc., which uses demineralized bone substrates for the purpose of reconstructing damaged bones, it has excellent injectability to facilitate the procedure and maintains its shape in vivo so that it does not flow down after transplantation. The physical features that are possible are very important. In addition, it is also a requirement of the material for transplantation using demineralized bone substrate to be able to exhibit excellent bone regeneration ability without causing rejection in the transplanted living body.

탈회골기질을 이용한 이식용 재료의 제조공정에 있어서는 탈회공정 및 멸균공정이 수반된다. 상기 탈회 및 멸균 과정에 있어서, 화학물질의 사용을 최대한 줄여 독성성분에 의한 오염을 최대한 방지하면서도 병원체가 완전히 소거될 수 있도록 함으로써 보다 높은 신뢰도를 갖는 제품 및 공정의 개발이 요구되고 있다.In the manufacturing process of the graft material using the demineralized bone substrate, the deliming process and the sterilization process are involved. In the deliming and sterilization process, there is a need to develop products and processes with higher reliability by minimizing the use of chemicals to prevent contamination by toxic components while completely eliminating pathogens.

이와 같은 기술적 배경 하에서, 본 발명자들은 보다 우수한 골재생능력, 생체적합성, 형태유지능력을 갖는 골재생재를 개발하기 위하여 예의 노력한 결과 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Under such technical background, the present inventors have made intensive efforts to develop a bone regeneration material having better bone regeneration ability, biocompatibility, and shape maintaining ability, and have completed the present invention.

결국, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 우수한 골재생능력, 생체적합성, 유연성, 형태유지능력을 갖는 골재생재를 제공하는 데 있다.After all, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a bone regeneration material having excellent bone regeneration ability, biocompatibility, flexibility, shape maintaining ability.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 골재생재의 제조방법을 제공하는 데 있다. Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for producing the bone regeneration material.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 골재생재를 포함하는 골재생용 시트를 제공하는 데 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a bone regeneration sheet comprising the bone regeneration material.

본 발명의 일 측면에 따르면, 골분(bone powder) 40~90중량% 및 젤라틴 10~20중량%를 포함하고, 방사선으로 처리된 골재생재가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a bone regeneration material including 40 to 90% by weight of bone powder and 10 to 20% by weight of gelatin may be provided.

일 실시예에 따르면, 상기 골분(bone powder)은 피질골(Cortical bone), 탈회골기질(Demineralized bone matrix, DBM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.According to an embodiment, the bone powder may be selected from the group consisting of cortical bone, demineralized bone matrix (DBM), and mixtures thereof.

일 실시예에 따르면, 상기 골분(bone powder)은 0.01 ~ 2mm 크기로 파쇄된 것일 수 있다.According to one embodiment, the bone powder may be crushed to a size of 0.01 ~ 2mm.

일 실시예에 따르면, 상기 골분은 인체(human) 유래인 것일 수 있다.According to one embodiment, the bone meal may be of human origin.

일 실시예에 따르면, 상기 젤라틴은 인체(human) 유래인 것일 수 있다.According to one embodiment, the gelatin may be of human origin.

일 실시예에 따르면, 상기 젤라틴은 방사선처리를 통해 가교화(cross-linked)될 수 있다.According to one embodiment, the gelatin may be cross-linked through radiation treatment.

일 실시예에 따르면, 상기 방사선은 감마선, 전자선(E-beam) 및 X-선으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.According to one embodiment, the radiation may be selected from the group consisting of gamma rays, electron beams (E-beam) and X-rays.

일 실시예에 따르면, 상기 방사선의 흡수선량은 10~30KGy일 수 있다.According to one embodiment, the absorbed dose of the radiation may be 10 ~ 30KGy.

일 실시예에 따르면, 보습제 0~50중량%을 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the moisturizing agent may further comprise 0 to 50% by weight.

일 실시예에 따르면, 상기 보습제는 글리세롤일 수 있다.According to one embodiment, the moisturizing agent may be glycerol.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 피질골을 HCl로 탈회처리하고 파쇄하여 골분(bone powder)을 준비하는 단계; 상기 골분을 수산화칼슘(Ca(OH)2) 용액으로 가수분해처리하는 단계; 상기 가수분해처리된 골분으로부터 젤라틴을 추출하는 단계; 상기 추출된 젤라틴을 골분과 혼합하는 단계; 및 상기 젤라틴과 골분의 혼합물에 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 골재생재의 제조방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the invention, the step of demineralizing the cortical bone with HCl and crushed to prepare a bone powder (bone powder); Hydrolyzing the bone meal with a calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) solution; Extracting gelatin from the hydrolyzed bone meal; Mixing the extracted gelatin with bone meal; And irradiating the mixture of gelatin and bone meal with radiation may be provided.

일 실시예에 따르면, 상기 골분(bone powder)은 피질골(Cortical bone), 탈회골기질(Demineralized bone matrix, DBM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.According to an embodiment, the bone powder may be selected from the group consisting of cortical bone, demineralized bone matrix (DBM), and mixtures thereof.

일 실시예에 따르면, 상기 골분을 수산화칼슘 용액으로 가수분해처리하는 단계는 0.1 ~ 2부피%의 수산화칼슘용액을 골분 1g당 15~25ml의 비율로 10~20℃로 30~70일간 처리할 수 있다.According to one embodiment, the step of hydrolyzing the bone meal with calcium hydroxide solution is 0.1 to 2% by volume of calcium hydroxide solution at a ratio of 15 to 25ml per 1g bone meal It can process for 30 to 70 days at 10-20 degreeC.

일 실시예에 따르면, 상기 탈회 및 가수분해처리된 골분으로부터 젤라틴을 추출하는 단계는 증류수 또는 생리식염수에 상기 탈회처리된 골분을 현탁하고 50℃에서 90℃까지 온도를 증가시키면서 여과시켜 이루어질 수 있다.According to one embodiment, the step of extracting gelatin from the demineralized and hydrolyzed bone meal may be made by suspending the demineralized bone meal in distilled water or saline and filtering while increasing the temperature from 50 ℃ to 90 ℃.

일 실시예에 따르면, 상기 젤라틴을 골분과 혼합하는 단계는 전체 혼합물에서 골분이 40~90중량%, 젤라틴이 10~20중량% 되도록 혼합하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the step of mixing the gelatin with bone meal may be to mix the bone powder 40 ~ 90% by weight, gelatin 10 ~ 20% by weight in the total mixture.

일 실시예에 따르면, 상기 젤라틴과 골분의 혼합물에 방사선을 조사하는 단계는 흡수선량이 10~30KGy이 되도록 방사선을 조사하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the step of irradiating the mixture of gelatin and bone meal may be to irradiate the radiation so that the absorbed dose is 10 ~ 30KGy.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 골재생재를 시트(Sheet)의 일측 또는 양측에 부착시킨 골재생용 시트.According to another aspect of the present invention, the bone regeneration sheet is attached to one or both sides of the bone regeneration material (Sheet).

일 실시예에 따르면, 상기 시트는 상피조직(Epithelium), 내피조직(Endothelium) 및 결합조직(Connective tissue)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.According to one embodiment, the sheet may be at least one selected from the group consisting of epithelium, endothelium and connective tissue.

일 실시예에 따르면, 상기 시트는 포유류 유래의 세포간질(Extracellular Matrix) 또는 심막(Pericardium)을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the sheet may include an extracellular matrix or a pericardium derived from a mammal.

일 실시예에 따르면, 상기 시트는 포유류 유래의 콜라겐 또는 기저막(basement membrane)을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the sheet may include collagen or a basement membrane derived from a mammal.

본 발명에 따르면, 손상된 뼈의 재건을 목적으로 탈회골기질을 이용하여 치료를 수행하는 정형외과, 치과, 신경외과 등의 분야에서, 시술이 용이하도록 주입성이 뛰어나며, 이식 후에도 흘러내리지 않도록 생체 내에서 형태를 유지할 수 있는 물리적인 특징이 매우 중요하다. 또한, 이식된 생체 내에서 거부반응을 일으킴이 없이 우수한 골재생 능력을 나타낼 수 있도록 하는 것 또한 탈회골기질을 이용한 이식용 재료가 제공될 수 있다.According to the present invention, in the field of orthopedic, dental, neurosurgery and the like to perform treatment using demineralized bone substrate for the purpose of reconstructing damaged bone, the implantability is excellent so that the procedure is easy and does not flow down in vivo so as not to flow after transplantation. Physical features that can maintain form are very important. In addition, it is also possible to provide a material for transplantation using a demineralized bone substrate to exhibit excellent bone regeneration ability without causing rejection in the transplanted living body.

도 1은 본 발명의 골이식재에 대한 유연성 테스트 결과이다.
도 2의 (가)는 SD rat의 척추를 중심으로 양쪽의 근육을 갈라서 절개한 후 L4 ~ 5번 요추를 노출시킨 사진이다.
도 2의 (나)는 SD rat의 요추 L4~L5번에 본 발명에 따른 골재생재를 삽입한 모양이다.
도 3은 시술직후 촬영한 X-ray사진이다. (가)는 대조군이며, (나)는 탈회골기질 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (다)는 피질골(cortical bone) 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (라)는 탈회골기질과 피질골의 비율을 3:7로 혼합하여 제조한 골이식재를 이식한 모습이다.
도 4는 이식 후 6주 후에 촬영한 골이식재의 X-ray 촬영결과를 나타내고 있다. (가)는 대조군이며, (나)는 탈회골기질 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (다)는 피질골(cortical bone) 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (라)는 탈회골기질과 피질골의 비율을 3:7로 혼합하여 제조한 골이식재를 이식한 모습이다.
도 5는 이식 후 6주 후에 촬영한 골이식재의 Micro CT 결과를 나타내고 있다. (가)는 대조군이며, (나)는 탈회골기질 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (다)는 피질골(cortical bone) 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (라)는 탈회골기질과 피질골의 비율을 3:7로 혼합하여 제조한 골이식재를 이식한 모습이다.
도 6은 이식 후 6주 후에 촬영한 골이식재의 H&E 조직검사 결과를 나타내고 있다. (가)는 대조군이며, (나)는 탈회골기질 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (다)는 피질골(cortical bone) 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (라)는 탈회골기질과 피질골의 비율을 3:7로 혼합하여 제조한 골이식재를 이식한 모습이다.
도 7은 이식 후 12주 후에 촬영한 골이식재의 X-ray결과를 나타내고 있다. (가)는 대조군이며, (나)는 탈회골기질 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (다)는 피질골(cortical bone) 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (라)는 탈회골기질과 피질골의 비율을 3:7로 혼합하여 제조한 골이식재를 이식한 모습이다.
도 8은 이식 후 12주 후에 촬영한 골이식재의 Micro CT 결과를 나타내고 있다. (가)는 대조군이며, (나)는 탈회골기질 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (다)는 피질골(cortical bone) 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (라)는 탈회골기질과 피질골의 비율을 3:7로 혼합하여 제조한 골이식재를 이식한 모습이다.
도 9는 이식 후 12주 후에 촬영한 골이식재의 H&E 조직검사 결과를 나타내고 있다. (가)는 대조군이며, (나)는 탈회골기질 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (다)는 피질골(cortical bone) 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (라)는 탈회골기질과 피질골의 비율을 3:7로 혼합하여 제조한 골이식재를 이식한 모습이다.
도 10은 젤라틴이 포함된 골이식재와 기적막을 포함하는 시트(SureDerm)을 접합한 후 MT 염색한 사진이다.
도 11은 젤라틴이 포함된 골이식재와 무세포진피층이 접합된 물질을 rat의 피하에 이식한 후 4주 조직검사 사진이다. M은 근육, S는 시트(SureDerm), D는 진피, DBM은 골재생재를 나타내며, 화살표는 기저막 부분을 나타낸다.
1 is a result of the flexibility test for bone graft material of the present invention.
Figure 2 (a) is a picture of the lumbar spine exposed L4 ~ 5 after the cut off both muscles around the spine of the SD rat.
Figure 2 (b) is the bone regeneration material according to the invention inserted into the lumbar spine L4 ~ L5 of the SD rat.
3 is an X-ray photograph taken immediately after the procedure. (A) is a control group, (B) is a bone graft material containing only demineralized bone matrix components, (C) is a bone graft material containing only a cortical bone component, (D) The bone graft material was transplanted by mixing the ratio of demineralized bone matrix and cortical bone in a 3: 7 ratio.
Figure 4 shows the X-ray imaging results of the bone graft taken 6 weeks after transplantation. (A) is a control group, (B) is a bone graft material containing only demineralized bone matrix components, (C) is a bone graft material containing only a cortical bone component, (D) The bone graft material was transplanted by mixing the ratio of demineralized bone matrix and cortical bone in a 3: 7 ratio.
Figure 5 shows the micro CT results of the bone graft taken 6 weeks after transplantation. (A) is a control group, (B) is a bone graft material containing only demineralized bone matrix components, (C) is a bone graft material containing only a cortical bone component, (D) The bone graft material was transplanted by mixing the ratio of demineralized bone matrix and cortical bone in a 3: 7 ratio.
Figure 6 shows the results of H & E histology of bone graft taken 6 weeks after transplantation. (A) is a control group, (B) is a bone graft material containing only demineralized bone matrix components, (C) is a bone graft material containing only a cortical bone component, (D) The bone graft material was transplanted by mixing the ratio of demineralized bone matrix and cortical bone in a 3: 7 ratio.
Figure 7 shows the X-ray results of the bone graft taken 12 weeks after transplantation. (A) is a control group, (B) is a bone graft material containing only demineralized bone matrix components, (C) is a bone graft material containing only a cortical bone component, (D) The bone graft material was transplanted by mixing the ratio of demineralized bone matrix and cortical bone in a 3: 7 ratio.
Figure 8 shows the micro CT results of the bone graft taken 12 weeks after transplantation. (A) is a control group, (B) is a bone graft material containing only demineralized bone matrix components, (C) is a bone graft material containing only a cortical bone component, (D) The bone graft material was transplanted by mixing the ratio of demineralized bone matrix and cortical bone in a 3: 7 ratio.
9 shows the results of H & E histology of the bone graft taken 12 weeks after transplantation. (A) is a control group, (B) is a bone graft material containing only demineralized bone matrix components, (C) is a bone graft material containing only a cortical bone component, (D) The bone graft material was transplanted by mixing the ratio of demineralized bone matrix and cortical bone in a 3: 7 ratio.
FIG. 10 is a MT stained picture after bonding a sheet (SureDerm) including a gelatin-containing bone graft material and a miracle membrane.
Figure 11 is a four-week histological examination after implantation of gelatin-containing bone graft material and the acellular dermal layer conjugated subcutaneously in rats. M denotes muscle, S denotes SureDerm, D denotes dermis, DBM denotes bone regeneration, and arrow denotes basement membrane part.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 우수한 골재생능력, 생체적합성, 유연성 및 형태유지능력을 갖는 골재생재 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a bone regeneration material having excellent bone regeneration ability, biocompatibility, flexibility and shape maintenance ability and a method for producing the same.

본 발명의 일 측면에 따르면, 골분(bone powder) 40~90중량%, 방사선으로 가교화(cross-linked)되는 젤라틴 10~20중량%를 포함하는 골재생재가 제공될 수 있다. According to an aspect of the present invention, bone regeneration material comprising 40 to 90% by weight of bone powder, 10 to 20% by weight of gelatin cross-linked by radiation may be provided.

이 때, 상기 골분은 피질골(Cortical bone), 탈회골기질(Demineralized bone matrix, DBM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.In this case, the bone powder may be any one selected from the group consisting of cortical bone, demineralized bone matrix (DBM), and mixtures thereof.

또한, 상기 골분의 원료가 되는 뼈는 ESB사, TSC사, Hopital Erasme사, TBI사, Allosource사 및 Lifelink사등으로부터 입수가 가능하며, Rt/Lt. Humerus(좌우측 상완골), Rt/Lt. Radius(요골), Rt/Lt. Ulna(척골), Rt/Lt. Femur(대퇴골), Rt/Lt. Tibia(경골), Rt/Lt. Fibula(비골)등을 이용가능하나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 외에 어떠한 종류의 인체뼈나 동물뼈도 무방하다.In addition, the bone that is the raw material of the bone meal is available from ESB, TSC, Hopital Erasme, TBI, Allosource and Lifelink, etc., Rt / Lt. Humerus (left and right humerus), Rt / Lt. Radius, Rt / Lt. Ulna (vertebrae), Rt / Lt. Femur (femur), Rt / Lt. Tibia (Tibia), Rt / Lt. Fibula can be used, but not limited thereto, and any kind of human bone or animal bone may be used.

상기 골분(bone powder)은 0.01 ~ 2 mm크기의 입자를 갖도록 뼈가 파쇄된 상태를 의미한다. 보다 바람직하게는 파쇄된 뼈입자의 크기가 0.15mm ~ 0.85mm인 것이 좋다.The bone powder refers to a state in which the bone is crushed to have a particle size of 0.01 ~ 2 mm. More preferably, the size of the crushed bone particles is preferably 0.15mm ~ 0.85mm.

상기 피질골은 뼈의 주요기능인 신체의 지지기능 및 내장기관의 보호, 운동력의 전달 및 다양한 화학물질, 특히 칼슘을 저장하고 방출하는 기능을 담당하고 있는 뼈의 바깥부분인 피질을 이루는 부분으로서 치밀골이라고도 불리는 밀도가 매우 높은 뼈조직을 말한다.The cortical bone is called the dense bone as part of the cortex, which is the outer part of the bone that is responsible for supporting the body's main functions such as bone support, protection of internal organs, transmission of exercise power, and the storage and release of various chemicals, especially calcium. It is a very dense bone tissue.

본 발명에 사용되는 피질골의 기원은, 시술하고자하는 대상물과 다른 종(species)으로부터 유래된 것도 무방하나, 같은 종일 경우에는 보다 높은 골재생효과 및 골재생 후의 형태유지 효과를 기대할 수 있다. 인간에게 시술하고자 하는 경우에는 인체로부터 유래한 피질골인 것이 바람직하다. 이와 마찬가지로 상기 젤라틴 역시 시술하고자하는 대상물과 다른 종(species)으로부터 유래된 것도 무관하나, 같은 종일 경우에는 보다 높은 골재생효과 및 골재생 후의 형태유지 효과를 기대할 수 있다. 인간에게 시술하고자 하는 경우에는 인체로부터 유래한 젤라틴인 것이 바람직하다. The origin of the cortical bone used in the present invention may be derived from a different species from the object to be treated, but in the same species, higher bone regeneration effects and morphological maintenance after bone regeneration can be expected. When it is intended to be treated in humans, it is preferable that the cortical bone derived from the human body. Similarly, the gelatin is also irrelevant to the object to be treated and is derived from a different species (species), but the same species can be expected to have a higher bone regeneration effect and the effect of maintaining the shape after bone regeneration. In the case where the procedure is intended for humans, gelatin derived from the human body is preferable.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 젤라틴은 방사선으로 가교화(cross-linked)될 수 있는데, 상기 방사선은 감마선, 전자선(E-beam) 및 X-선으로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다. 보다 바람직하게는 전자선과 감마선일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the gelatin may be cross-linked with radiation, the radiation may be selected from the group consisting of gamma rays, electron beams (E-beam) and X-rays. More preferably, they may be electron beams and gamma rays.

일 실시예에 따르면, 상기 방사선의 흡수선량은 10~30KGy, 보다 바람직하게는 15~25KGy인 것이 좋다. 방사선 흡수선량이 10KGy 미만인 경우에는 젤라틴의 가교화가 충분히 진행되지 않아 최종 결과물인 골재생재의 인장강도가 낮아지며, 따라서 이식에 요구되는 유연성 또한 나빠지게 되어 바람직하지 않다. 방사선 흡수선량이 30KGy 이상인 경우에는 골재생용 조성물 내 생체분자의 변형 및 과도한 라디칼의 생성이 유발될 수 있어 바람직하지 않다.According to one embodiment, the absorbed dose of the radiation is 10 ~ 30KGy, more preferably 15 ~ 25KGy. If the radiation absorbed dose is less than 10KGy, the crosslinking of the gelatin does not proceed sufficiently, so that the tensile strength of the final bone regeneration material is lowered, and thus the flexibility required for transplantation is also worsened, which is not preferable. When the radiation absorbed dose is 30KGy or more, deformation of the biomolecules in the composition for bone regeneration and excessive generation of radicals may be caused, which is not preferable.

본 발명에 따르면, 상기 골분과 방사선으로 가교화된 젤라틴의 혼합물에 보습제가 더 포함될 수 있다. According to the present invention, a moisturizing agent may be further included in the mixture of gelatin crosslinked with bone meal and radiation.

일 실시예에 따르면, 상기 보습제는 선택적 성분으로서 첨가되지 않을 수도 있으나, 첨가되는 경우에는 글리세롤일 수 있으며 전체 골재생재의 0~50중량% 첨가될 수 있다. 보습제가 50중량%를 초과하여 첨가될 경우에는 골재생재의 강도가 낮아지고 연성이 높아져 가교화과정을 거치더라도 유연성 및 형태유지가 어려울 수 있어 바람직하지 않다.According to one embodiment, the moisturizing agent may not be added as an optional component, but when added, it may be glycerol and 0 to 50% by weight of the total bone regeneration material may be added. When the moisturizing agent is added in excess of 50% by weight, the strength and ductility of the bone regeneration material is low, even if the cross-linking process may be difficult to maintain flexibility and shape is not preferable.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 골재생재는 원하는 형태의 몰드에 투입시키고 저온에서 성형공정을 거친 것일 수 있다. According to another aspect of the present invention, the bone regeneration material may be put into a mold of a desired shape and subjected to a molding process at a low temperature.

골재생재는 그 형태와 상관없이 이식의 대상이 되는 골손상부위의 형태와 반드시 일치할 필요는 없고, 유사한 형태로 성형이 가공한 정도의 상태이면 족하다. 그러나, 필요에 따라서는 이식 대상의 골손상부위의 형태를 미리 파악하여 이에 맞는 모양을 제조할 수도 있으며, 다양한 상황에 일반적으로 적용될 수 있도록 막의 구조 또는 띠의 구조 등으로 미리 형상화시킨 것일 수도 있다.Regardless of the form, the bone regeneration material does not necessarily have to match the shape of the bone injury to be transplanted, and it is sufficient if the shape is processed to a similar shape. However, if necessary, the shape of the bone injury site of the transplantation target may be grasped in advance, and a shape suitable for the implant may be prepared, and the shape of the membrane or the structure of the band may be preformed so as to be generally applicable to various situations.

이를 위해서는 상기의 골재생재의 성형성을 증가시키기 위한 다양한 재료가 더 첨가될 수 있다. 즉, 생체적합성이 뛰어난 선형의 소재, 튜브형의 소재, 입자형의 소재 및 부정형의 소재 등이 더 첨가되어 상기 골재생재의 물리적 특성을 향상시킬 수 있다. 이러한 형태의 소재들은 콜라겐, CMC(Carboxymethylcellulose) 또는 동물유래 젤라틴 등의 소재로부터 선택될 수 있으며, 이식 대상에 면역반응을 유발하지 않는다면 특별한 제한은 없다.
To this end, various materials for increasing the moldability of the bone regeneration material may be further added. That is, linear materials, tubular materials, particulate materials, and amorphous materials, which are excellent in biocompatibility, may be further added to improve physical properties of the bone regeneration material. This type of material can be selected from materials such as collagen, CMC (Carboxymethylcellulose) or animal-derived gelatin, and there is no particular limitation as long as it does not cause an immune response to the transplant target.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 피질골을 HCl로 탈회처리하고 파쇄하여 골분(bone powder)을 준비하는 단계; 상기 골분을 수산화칼슘(Ca(OH)2) 용액으로 가수분해처리하는 단계; 상기 가수분해처리된 골분으로부터 젤라틴을 추출하는 단계; 상기 추출된 젤라틴을 골분과 혼합하는 단계; 및 상기 젤라틴과 골분의 혼합물에 방사선을 조사하는 단계를 포함하는 골재생재의 제조방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the invention, the step of demineralizing the cortical bone with HCl and crushed to prepare a bone powder (bone powder); Hydrolyzing the bone meal with a calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) solution; Extracting gelatin from the hydrolyzed bone meal; Mixing the extracted gelatin with bone meal; And irradiating the mixture of gelatin and bone meal with radiation may be provided.

상기 탈회처리 단계에 있어서, 피질골의 경우에는 1차로 0.1 ~ 2N의 HCl을 가하여 2 ~ 8시간 동안 탈회처리한다. 이와는 달리, 상기와 같은 탈회과정을 거친 바 있는 탈회골기질(DBM)은 추가적인 탈회처리없이 곧바로 다음 과정으로 투입될 수 있다. 탈회처리의 횟수에는 제한이 없으나, HCl의 처리에도 칼슘이 더 이상 추출되지 않을 정도이면 충분하다.In the deliming step, cortical bone is first delimed for 2 to 8 hours by adding 0.1 to 2N of HCl. Unlike this, the demineralized bone matrix (DBM), which has been subjected to the demineralization process as described above, may be directly introduced into the next process without further demineralization. There is no limit to the number of deliming treatments, but it is sufficient that calcium is no longer extracted even in the treatment of HCl.

상기 탈회된 피질골인 탈회골기질(DBM)은 콜라겐의 가수분해를 위해 수산화칼슘 용액으로 30 ~ 80일간 처리한다. 처리하는 동안 매일 일 회 이상 교반하고, 매주 새로운 수산화칼슘 용액을 교체해 주는 것이 바람직하다.The demineralized cortical bone (DBM) is treated with calcium hydroxide solution for 30-80 days for hydrolysis of collagen. It is desirable to stir at least once daily during the treatment and to change fresh calcium hydroxide solution every week.

이 때, 가수분해를 위한 수산화칼슘 용액의 농도는 0.1 ~ 2 부피%인 것이 바람직하다. 0.1 부피% 미만의 농도에서는 뼈에서 콜라겐의 가수분해가 원활하게 일어나지 않으며, 2 부피% 이상의 농도에서는 수산화칼슘의 축적에 따른 가수분해과정이 끝난 후 잔류 수산화칼슘의 제거가 어려워 바람직하지 않다. At this time, the concentration of the calcium hydroxide solution for hydrolysis is preferably 0.1 to 2% by volume. At a concentration of less than 0.1 vol%, the hydrolysis of collagen does not occur smoothly in the bone, and at a concentration of 2 vol% or more, it is not preferable because residual calcium hydroxide is difficult to remove after the hydrolysis process due to the accumulation of calcium hydroxide.

수산화칼슘용액은 골분 1g당 15~25ml의 비율로 처리하는 것이 바람직한데, 15ml 미만에서는 충분한 가수분해처리가 일어나지 않을 수 있으며, 현탁시 골분의 비율이 너무 높아 추후 젤라틴의 수집을 위한 여과공정 등에 지나치게 많은 시간 소요될 수 있어 바람직하지 않으며, 25ml을 초과하는 경우에는 추후 수산화칼슘 제거 과정이 불필요하게 길어지게 되므로 바람직하지 않다.The calcium hydroxide solution is preferably treated at a ratio of 15-25 ml per 1 g of bone flour, but less than 15 ml may not sufficiently undergo hydrolysis treatment, and the ratio of bone flour at suspension is so high that too many filtration processes for collecting gelatin are required. It is not preferable because it may take time, and if it exceeds 25ml it is not preferable because the later removal process of calcium hydroxide becomes unnecessarily long.

상기 가수분해처리는 상기 골분을 수산화칼슘용액에 10~20℃로 30~70일간 처리하는 것이 바람직한데, 필요에 따라 침지와 교반(Agitation)을 통해 수행될 수 있다. 이 때, 처리온도가 10℃미만인 경우에는 골분에 존재하는 지질 및 단백질 성분 등의 응고로 인해 수산화칼슘용액과 골분사이의 탈회반응이 저해될 수 있어 바람직하지 않으며, 20℃를 초과하는 경우에는 과도한 가수분해 및 미생물에 의한 오염의 위험성이 증가하게 되어 바람직하지 않다. 또한, 상기 처리과정을 30일 미만으로 처리하는 경우에는 충분한 가수분해가 이루어지지 않으며, 70일을 초과하는 경우에는 역시 과도한 가수분해 및 미생물에 의한 오염의 가능성이 높아지게 되어 바람직하지 않다. The hydrolysis treatment is preferably treated for 30 to 70 days at 10 ~ 20 ℃ calcium bone solution in the calcium hydroxide solution, it can be carried out through immersion and stirring (Agitation) as necessary. At this time, when the treatment temperature is less than 10 ℃, demineralization reaction between calcium hydroxide solution and bone flour may be inhibited due to coagulation of lipid and protein components in bone flour, which is undesirable. The increased risk of degradation and contamination by microorganisms is undesirable. In addition, when the treatment process is less than 30 days is not sufficient hydrolysis, and if more than 70 days it is also undesirable to increase the possibility of excessive hydrolysis and contamination by microorganisms.

상기 탈회처리 및 가수분해 처리된 골분은 PBS 및 증류수로 세정하고, pH를 중성으로 조절한 후 바로 젤라틴 추출 작업에 들어가는 것이 바람직하다.
The demineralized and hydrolyzed bone meal is preferably washed with PBS and distilled water, and the pH is adjusted to neutral to enter the gelatin extraction operation immediately.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 탈회 및 가수분해 처리된 골분으로부터 젤라틴을 추출하는 단계는 증류수 또는 생리식염수에 상기 탈회처리된 골분을 현탁하여 이를 여과시켜 생성되는 겔(gel)상태의 상층액을 건조시켜 이루어질 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the step of extracting gelatin from the demineralized and hydrolyzed bone meal is a gel supernatant produced by suspending the demineralized bone meal in distilled water or saline and filtering it. It may be made by drying.

이 때, 골분 1g 당 5~15ml의 증류수 또는 생리식염수를 가하여 현탁액을 제조하고 온도를 50℃에서 90℃까지 서서히 올리면서 매 10℃가 증가할 때마다 추출액을 수집하는 것이 바람직하다. 이 경우, 50℃보다 온도가 낮은 경우에는 젤라틴 성분이 응집하여 추출이 용이하지 않을 수 있어 바람직하지 않으며, 90℃를 초과하여 온도를 높이게 되면 젤라틴의 변성이 발생할 수 있어 바람직하지 않다.At this time, it is preferable to add a distilled water or physiological saline of 5 to 15ml per 1g of bone meal to prepare a suspension, and to extract the extract every 10 ° C. while gradually increasing the temperature from 50 ° C. to 90 ° C. In this case, when the temperature is lower than 50 ℃ gelatin component may be agglomerated and not easy to extract, it is not preferable, and if the temperature is increased above 90 ℃ geological modification may occur is not preferable.

이 때, 온도별 젤라틴 추출 시간은 4~6시간이 되도록 하는 것이 바람직한데, 4시간 미만인 경우에는 젤라틴이 제대로 용출되지 않아 추출효율이 낮아질 수 있으며, 6시간을 초과한 경우에는 공정이 지나치게 길어지게 되어 바람직하지 않다.At this time, the gelatin extraction time for each temperature is preferably 4 to 6 hours, if less than 4 hours gelatin is not properly eluted extraction efficiency can be lowered, if exceeding 6 hours the process is too long Not preferred.

상기 과정을 통해 수집된 현탁액은 여과지 등으로 여과하여 골분의 입자들을 제거하고 용액만 수집하는 것이 바람직하다. 또는 원심분리 등을 이용하여 골분을 침전시키고 상등액만을 수집하는 방식도 가능하다. The suspension collected through the above process is preferably filtered through a filter paper to remove the particles of bone meal and collect only the solution. Alternatively, it is also possible to precipitate the bone meal by centrifugation and the like and collect only the supernatant.

상기 수집된 상등액은 진공농축기에서 50~70℃로 농축시키는 것이 바람직하다. 이를 거쳐 젤라틴이 겔상태로 농축되는데, 이를 건조기 등을 이용하여 건조시키면 고형의 젤라틴을 얻을 수 있다. 이를 분쇄기로 0.5~2mm의 크기로 분쇄하는 것이 좋다. 이 때, 입자의 크기가 0.5mm미만인 경우에는 향후 젤라틴을 용해시킬 때 응집되므로 바람직하지 않고, 2mm를 초과하는 경우에는 용해시키는데 시간이 오래걸려 바람직하지 않다.The collected supernatant is preferably concentrated to 50 ~ 70 ℃ in a vacuum concentrator. Through this gelatin is concentrated to a gel state, and dried using a dryer or the like to obtain a solid gelatin. Grind this to a size of 0.5 ~ 2mm with a grinder. At this time, when the particle size is less than 0.5mm, it is not preferable because it will be agglomerated when dissolving gelatin in the future.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 젤라틴을 골분과 혼합하는 단계는 전체 혼합물에서 골분이 40~90중량%, 젤라틴이 10~20중량%가 되도록 혼합하는 것이 바람직하다. 이 경우 골분이 40중량%미만인 경우에는 최종제품의 골재생 촉진효과가 떨어져 바람직하지 않으며, 90중량%를 초과하는 경우에는 제품의 유연성이 저하되므로 바람직하지 않다.According to one embodiment of the present invention, the step of mixing the gelatin with bone powder is preferably mixed so that the bone powder in the total mixture is 40 to 90% by weight, gelatin 10 to 20% by weight. In this case, if the bone powder is less than 40% by weight is not preferable because the bone regeneration promoting effect of the final product is not preferable, and if it exceeds 90% by weight is not preferable because the flexibility of the product is lowered.

상기 젤라틴은 10중량%미만인 경우에는 생성된 골재생재의 유연성(인장강도)이 낮아지므로 바람직하지 않으며, 20중량%를 초과하는 경우에는 성형성이 저하되어 바람직하지 않다.If the gelatin is less than 10% by weight, it is not preferable because the flexibility (tensile strength) of the resulting bone regeneration material is lowered, and when it exceeds 20% by weight, the moldability is lowered, which is not preferable.

본 발명에 따르면, 상기 젤라틴과 골분의 혼합물에 방사선을 조사할 수 있다. 상기 방사선의 조사를 위해 앞서 상기 젤라틴과 골분을 혼합한 혼합물을 성형을 위한 몰드에 넣어 저온에서 안정화시킨 다음, 이를 분리하여 방사선 투과 및 포장을 위한 용기에 옮긴 후 방사선을 조사할 수 있다. 이와 같이 방사선을 조사하는 단계에서는 방사선의 흡수선량이 10~30KGy, 보다 바람직하게는 15~25KGy인 것이 바람직하다. According to the present invention, the mixture of gelatin and bone meal can be irradiated. In order to irradiate the radiation, the mixture of gelatin and bone meal may be put in a mold for molding to stabilize at low temperature, and then separated and transferred to a container for radiation transmission and packaging, followed by irradiation. In this step of irradiating the radiation it is preferable that the absorbed dose of radiation is 10 ~ 30KGy, more preferably 15 ~ 25KGy.

이 경우 방사선 흡수선량이 10KGy 미만인 경우에는 젤라틴의 가교화가 충분히 진행되지 않아 골재생재의 인장강도가 낮아질 수 있으며, 따라서 이식에 요구되는 유연성이 나빠지게 되어 바람직하지 않다.In this case, when the radiation absorbed dose is less than 10KGy, the crosslinking of the gelatin may not proceed sufficiently, so that the tensile strength of the bone regeneration material may be lowered, and thus the flexibility required for transplantation may be deteriorated, which is not preferable.

상기 실시예에 따라 제조된 골이식재는 시술할 부위 및 부상의 형태와 정도에 따라 다양한 매질과 함께 시술될 수 있다. 골이식재를 시술하게 되는 경우, 골조직의 부상부위에 골조직보다 연조직이 먼저 재생되어 차오르는 현상이 일어날 수 있으며, 이럴 경우 정상적인 골조직의 재생을 기대하기 어렵다. The bone graft material prepared according to the above embodiment may be treated with various media depending on the area to be treated and the form and extent of the injury. When the bone graft material is treated, the soft tissue is regenerated earlier than the bone tissue at the injured portion of the bone tissue, and the phenomenon may rise. In this case, it is difficult to expect normal bone tissue regeneration.

따라서, 본 발명에 따른 골재생재는 골이식 부위로 시술시 연조직을 차폐할 수 있는 구조를 적용하여 시술하면 이러한 현상을 방지할 수 있다. Therefore, the bone regeneration material according to the present invention can prevent this phenomenon by applying a structure that can shield the soft tissue during the procedure to the bone graft site.

본 발명에 따른 또 다른 측면에서는, 이러한 점을 해결하기 위해 골재생재를 시트(Sheet)의 일측에 부착시켜 연조직이 골이식부위로 침범하는 것을 방지할 수 있는 골재생용 시트가 제공될 수 있다.In another aspect according to the present invention, in order to solve this problem, the bone regeneration material may be attached to one side of the sheet (Sheet) to provide a sheet for bone regeneration that can prevent the soft tissue from invading the bone graft site.

또한 골재생재에 시트를 부착시켜 이식할 경우 시트에 골이식재가 부착되어 있어 골재생재의 흐트러짐이 방지 된다. 이는 골 결손부에 골재생재가 보다 안정적으로 고정될 수 있어 골유도에 더 유리하다.In addition, when the bone graft is attached to the bone regeneration material, the bone graft material is attached to the sheet to prevent the regeneration of the bone regeneration material. This is more advantageous for bone induction because the bone regeneration material can be more stably fixed to the bone defects.

이 때, 상기 시트는 포유류의 피부조직일 수 있으며, 체내 시술을 위해 표피가 제거되고, 면역원성을 제거하기 위해 진피층의 세포가 제거된 것일 수 있다. At this time, the sheet may be skin tissue of mammals, the epidermis is removed for the body procedure, cells of the dermal layer may be removed to remove immunogenicity.

일 실시예에 따르면, 상기 피부조직은 기저막(basement membrane)일 수 있다.According to one embodiment, the skin tissue may be a basement membrane (basement membrane).

본 실시예에서는 포유류의 기저막을 골이식부위의 차폐를 위한 용도로 사용하고 있지만, 생체에 부작용이 없으며, 골이식 부위로의 연조직의 침범을 막을 수 있는 매질이라면 무엇이든 본 발명에 따른 골재생재와 함께 사용될 수 있으며, 그 예로는 콜라겐 막, 포유류 유래 심막(Pericardium) 등을 들 수 있다.
In the present embodiment, the mammalian base membrane is used for the shielding of the bone graft site, but there is no side effect on the living body, and any medium capable of preventing the invasion of the soft tissue to the bone graft site may be any of the bone regeneration materials according to the present invention. Can be used together, for example, collagen membrane, mammalian-derived pericardium (Pericardium) and the like.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It should be understood, however, that these examples are for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting the scope of the present invention.

골재생재를 제조하는데 있어서, 인체유래의 젤라틴을 포함하도록 하여 생체적합성을 증가시키고, 이를 방사선으로 가교화 및 멸균 처리함으로써 병원체에 대한 충분한 멸균효과뿐만 아니라, 시술 전후 형태유지에 적합한 인장강도를 나타내도록 하였다. 방사선 가교화 공정을 거치고 난 골재생재는 유연성이 우수하여 시술에 적합한 형태로의 가공이 용이하여, 시술하고자 하는 대상의 뼈종류, 손상부위의 크기 및 재건에 요구되는 기타 필요사항에 따라 자유롭게 모양을 변형할 수 있었다. 본 발명의 일 실시예에서는 척추뼈의 손상에 있어 시술이 간편한 형태인 띠(strip) 모양의 기질로 제조하였다.
In the preparation of bone regeneration material, it contains the gelatin derived from the human body to increase biocompatibility, and crosslinking and sterilizing it with radiation to provide sufficient sterilization effect on pathogens, as well as tensile strength suitable for maintaining shape before and after the procedure. It was. The bone regeneration material that has undergone the radiation crosslinking process has excellent flexibility and can be easily processed into a form suitable for the procedure. It could be transformed. In one embodiment of the present invention was prepared in the form of a strip (strip) substrate that is a simple procedure for the damage to the vertebrae.

원료의 사전처리 및 Pretreatment of raw materials and 탈회골기질(DBM)의Demineralized bone matrix (DBM) 준비  Ready

원료가 되는 뼈는 ESB사, TSC사, Hopital Erasme사, TBI사, Allosource사 및 Lifelink사로부터 입수한 Rt/Lt. Humerus(좌우측 상완골), Rt/Lt. Radius(요골), Rt/Lt. Ulna(척골), Rt/Lt. Femur(대퇴골), Rt/Lt. Tibia(경골), Rt/Lt. Fibula(비골)을 이용하였다. 우선 초저온 냉동고에서 보관된 뼈를 무균상태에서 뼈에 붙어 있는 연조직을 제거하였다. 연조직이 제거된 뼈는 에테르에 넣고 탈지하였다. 탈지 후 건조된 뼈를 자르고 뼈 분쇄기에 넣은 다음, 뼈는 분쇄하여 크기별로 분류한 후 HCl로 탈회처리하였다. 상기 탈회된 골분, 즉 탈회골기질(DBM)을 과포화 수산화칼슘 (Ca(OH2))용액에 15℃에서 50일간 처리하였다. 이 때, 하루에 1회씩 교반해주고 7일마다 새로운 과포화 수산화 칼슘용액으로 교체해 주었다. 처리가 끝나면 탈회 및 가수분해된 탈회골기질 분말을 PBS 및 증류수로 세척하고, pH를 중성으로 조절하였다.
The raw bone is Rt / Lt. Obtained from ESB, TSC, Hopital Erasme, TBI, Allosource and Lifelink. Humerus (left and right humerus), Rt / Lt. Radius, Rt / Lt. Ulna (vertebrae), Rt / Lt. Femur (femur), Rt / Lt. Tibia (Tibia), Rt / Lt. Fibula was used. First, the bones stored in the cryogenic freezer were removed aseptically from the soft tissues attached to the bones. Bones from which soft tissues were removed were placed in ether and degreased. After degreasing, the dried bone was cut and placed in a bone grinder, and the bone was crushed, classified by size, and demineralized with HCl. The demineralized bone meal, ie demineralized bone matrix (DBM), was treated in a supersaturated calcium hydroxide (Ca (OH 2 )) solution at 15 ° C. for 50 days. At this time, the mixture was stirred once a day and replaced with fresh supersaturated calcium hydroxide solution every 7 days. After the treatment, the demineralized and hydrolyzed demineralized bone matrix powder was washed with PBS and distilled water, and the pH was adjusted to neutral.

인체 유래 젤라틴의 추출 및 여과Extraction and Filtration of Human-Derived Gelatin

상기와 같은 방법으로 제조된 탈회골기질 분말 1g 당 10ml의 증류수를 첨가하였다. 이를 50~90℃ 까지 10℃간격으로 총 5회 추출하였다. 각 온도 단계별로 4~6시간 동안 처리하여 추출된 추출액을 30μm 여과지(Whatman사)를 이용하여 여과하였다. 이를 통해 탈회골기질 입자만 제거하고 남은 용액을 수집하였다.
10 ml of distilled water was added per 1 g of the demineralized bone matrix powder prepared in the same manner as above. This was extracted 5 times at 10 ° C intervals up to 50 ~ 90 ° C. The extract was treated for 4 to 6 hours at each temperature step and filtered using a 30 μm filter paper (Whatman). This removed only the demineralized bone matrix particles and collected the remaining solution.

젤라틴의 농축, 건조 및 분쇄Concentration, drying and grinding of gelatin

상기에서 탈회골기질 입자만 제거하고 남은 용액을 진공농축기로 60에서 농축시켰다. 상기용액이 젤 상태로 농축되면 젤라틴이 주요성분으로 남게 되는데, 이를 건조기에서 건조시킨 다음, 입자가 0.5 ~ 2mm가 되도록 분쇄기로 분쇄하였다.
Only the demineralized bone matrix particles were removed and the remaining solution was concentrated at 60 with a vacuum concentrator. When the solution is concentrated in a gel state, gelatin remains as a main component, which is dried in a dryer, and then pulverized with a grinder so that the particles become 0.5 to 2 mm.

골재생재의Bone regeneration 제조 Produce

상기의 과정에서 수득된 젤라틴 분쇄물을 생리식염수에 용해시킨 후, 보습제인 글리세롤과 혼합하였다. 글리세롤의 혼합은 보습이 목적이므로, 시술시 글리세롤의 혼합이 필요하지 않은 경우는 이를 제외하고 조성물을 제조하였다. The gelatinous powder obtained in the above process was dissolved in physiological saline, and then mixed with glycerol as a moisturizer. Since the mixing of glycerol is intended to moisturize, except that the mixing of glycerol is not necessary during the procedure, a composition was prepared.

여러 가지 조성비를 적용하여 하기 표 1과 같이 골재생재를 제조하였다. By applying various composition ratios were prepared bone regeneration material as shown in Table 1.

대조군 (가)Control group 실시예 1 (나)Example 1 (b) 실시예 2 (다)Example 2 (C) 실시예 3 (라)Example 3 (d) 탈회골기질 (DBM)Demineralized bone matrix (DBM) -- 50 gram50 gram -- 15 gram15 gram 피질골 (Cortical bone)Cortical bone -- -- 50 gram50 gram 35 gram35 gram 젤라틴 용액
(20% 젤라틴 in saline)
Gelatin solution
(20% gelatin in saline)
50cc50 cc 50 cc50 cc 50 cc50 cc 50 cc50 cc

상기 표 1에서 젤라틴 용액은 글리세롤 15cc, 0.9% saline 용액 35cc 및 젤라틴 10g을 혼합하여 제조된 것이다.The gelatin solution in Table 1 is prepared by mixing 15 cc of glycerol, 35 cc of 0.9% saline solution and 10 g of gelatin.

대조군은 뼈성분이 전혀 포함되지 않은 것을 말하며, 실시예 1~3은 각각 탈회골기질, 피질골 및 이들의 조합(탈회골기질 30%;피질골 70%)으로 각각 제조된 혼합물을 기질 모양의 몰드에 넣고 10℃ 정도의 저온에서 30분간 안정화시켜 제조한 골이식재를 의미한다. 안정화된 골이식재는 몰드에서 분리하여 포장용기로 옮기고, 감마선을 20KGy 조사하여 멸균과 동시에 젤라틴을 가교화(Crosslink)시킨 후 물성을 조사하였다.
The control group means that no bone component is included, and Examples 1 to 3 each contain a mixture prepared of demineralized bone matrix, cortical bone, and a combination thereof (30% demineralized bone matrix; 70% cortical bone) in a substrate-shaped mold. It means a bone graft material prepared by stabilizing for 30 minutes at a low temperature of about ℃. The stabilized bone graft material was separated from the mold, transferred to a packaging container, and gamma-ray irradiated with 20KGy to crosslink the gelatin at the same time to investigate its physical properties.

시험예Test Example 1.  One. 골재생재의Bone regeneration 유연성 테스트 Flexibility testing

상기 방법에 따라 각각 제조된 골재생재의 유연성을 테스트하였다. 도 1에는 본 발명의 실시예 3에 따라 제작된 골재생재에 변형을 가한 사진이 나타나 있다. 강한 뒤틀림과 같은 변형에도 찢어지거나 변형됨이 없이 원형그대로 잘 보존됨을 나타내고 있다(도 1의 (가) 및 (나) 참조) 수분의 증발을 방지할 수 있도록 비닐랩으로 포장한 다음 실온에서 3일 이상 방치한 다음 테스트한 경우에도 양호한 유연성을 나타내었다(도 1의 (다) 참조).
The flexibility of each of the bone rejuvenates prepared according to the method was tested. Figure 1 shows a photo of applying a deformation to the bone regeneration material produced in accordance with Example 3 of the present invention. It shows that it is well preserved in its original form without being torn or deformed even in deformation such as strong warping (see Fig. 1 (a) and (b)). Even when the test was left unattended, good flexibility was shown (see FIG. 1 (c)).

골재생재의Bone regeneration 이식 transplantation

상기 표 1에 기재된 여러 조성물의 골재생 효과를 확인하기 위해 동물실험을 수행하여 골재생재의 안정성 및 골재생효과를 테스트하였다. 실험대상 동물은 SD rat(Sprague-Dawley rat, 암컷, female, 200gram)을 이용하였다. Animal tests were performed to confirm the bone regeneration effect of the various compositions described in Table 1 to test the stability and bone regeneration effect of the bone regeneration material. Animals were used as SD rats ( Sprague-Dawley rat, female, female, 200gram).

우선, 대상 동물에 zoletil50(virbac korea)을 0.4mg/kg 조건으로 복강주사 및 근육주사하여 마취한 후 수술대에 고정하였다. 시술할 부위의 주변을 제모크림 및 면도기를 이용하여 제모하고 소독하였다. 메스를 이용하여 시술 부위의 피부를 절개하여 근육을 노출시킨 다음, 메스를 이용하여 척추를 중심으로 양쪽의 근육을 갈라서 절개한 후 L4 ~ 5번 요추 노출(도 2의 (가) 참조)시킨 다음, L4, L5번 요추 표면의 피질골(cortical bone)을 갈아내었다. L4, L5번 요추 부위에 골재생재를 올리고 소독한 다음, 절개했던 근육 및 피부를 봉합하고 항생제를 투여하였다.First, zoletil50 (virbac korea) was anesthetized by intraperitoneal injection and intramuscular injection in 0.4mg / kg and then fixed on the operating table. The area around the site to be treated was depilated and disinfected using a depilatory cream and a razor. Using a scalpel, cut the skin at the site of the procedure to expose the muscles, and then use a scalpel to cut both muscles around the spine, and then expose L4 to lumbar spine 5 times (see Fig. 2A). , L4, L5 cortical bone (grind) of the lumbar surface was ground. The bone regeneration material was raised and disinfected in L4 and L5 lumbar region, sutured muscle and skin were incised and antibiotics were administered.

도 2의 (나)는 봉합하기 전 SD rat의 요추 L4~L5번에 본 발명에 따른 골재생재를 삽입한 모양이다.
Figure 2 (b) is the bone regeneration material according to the present invention inserted into the lumbar L4 ~ L5 of the SD rat before suture.

하기에서는 시술직후, 시술 후 6주 및 12주 후에 X-ray, MicroCT 및 H&E 조직검사를 수행하여 본 발명에 따른 골이식재의 이식기간에 따른 형태 및 부피유지 정도, 염증반응 정도 및 골재생 촉진효과를 평가하였다.
In the following, X-ray, MicroCT and H & E biopsy were performed immediately after the procedure, and 6 and 12 weeks after the procedure, and the shape and volume maintenance, inflammatory response and bone regeneration-promoting effects of bone grafts according to the present invention according to the transplantation period. Was evaluated.

시험예Test Example 2. 이식 직후  2. Immediately after transplant 골이식재의Bone graft 삽입 양상 확인 Insertion aspect confirmation

도 3은 시술직후 촬영한 X-ray사진이다. (가)는 뼈성분이 전혀 포함되지 않은 대조군이며, (나)는 탈회골기질 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (다)는 피질골(cortical bone) 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이다. (라)는 탈회골기질과 피질골의 비율을 3:7로 혼합하여 제조한 골이식재를 이식한 모습이다.3 is an X-ray photograph taken immediately after the procedure. (A) is a control that does not contain any bone components, (B) is a transplant of bone graft material containing only demineralized bone matrix components, (C) is a bone graft material containing only the cortical bone components It is appearance. (D) is a transplant of bone graft material prepared by mixing the ratio of demineralized bone matrix and cortical bone in a 3: 7 ratio.

도 3을 참조하면, (나)의 경우 탈회골기질 성분만 포함하므로 골이식재에 미네랄성분이 거의 없어 X-ray로도 확연하게 나타나지는 않으나 골이식재가 척추 옆에 잘 삽입된 것이 확인되었으며, (다) 및 (라)의 경우에는 미네랄 성분으로 인해 X-ray에서도 잘 관찰되었다.
Referring to Figure 3, in the case of (b) because it contains only demineralized bone matrix components, there is almost no mineral component in the bone graft material does not appear clearly even by X-ray, but it was confirmed that the bone graft material is well inserted next to the spine, (c) In the case of (D) and (D), the mineral component was well observed in the X-ray.

시험예Test Example 3. 이식 후 6주 후의  3. Six weeks after transplantation 골이식재의Bone graft 형태, 부피, 염증반응 정도 및  Shape, volume, inflammatory response 골재생Regeneration 촉진 효과 Promotion effect

도 4, 도 5 및 도 6은 이식 후 6주 후에 촬영한 골이식재의 X-ray, Micro CT 및 H&E 조직검사 결과를 각각 나타내고 있다.4, 5 and 6 show the results of X-ray, Micro CT and H & E histology of bone graft taken 6 weeks after transplantation.

도 4의 X-ray 결과를 통해 6주가 지난 후에도 이식된 골이식재의 형태는 큰 변화가 없음을 나타내고 있다. 도 5는 MicroCT의 결과를 나타내고 있는데, 이를 통해 이식 후 6주 후 골이식재의 부피를 수치화하여 표 2에 나타내었다.The X-ray results of FIG. 4 show that there is no significant change in the shape of the transplanted bone graft after 6 weeks. Figure 5 shows the results of the microCT, through which the volume of bone graft material 6 weeks after transplantation is shown in Table 2 by the numerical value.

이식재Implants 좌 우Right and left 이식재Implants 부피 volume
(( mmmm 33 ))
부피합계Volume total
(( mmmm 33 ))
형태유지정도Shape maintenance degree
(초기부피 360 (Initial volume 360 mmmm 33 ))
대조군 (가)Control group LL 00 00 0 %0 % RR 00 실시예 1 (나)
(DBM 성분만 함유)
Example 1 (b)
(Contains only DBM ingredients)
LL 128.79128.79 226.84226.84 63.01 %63.01%
RR 98.0598.05 실시예 2 (다)
(Cortical 성분만 함유)
Example 2 (C)
(Contain only Cortical ingredients)
LL 97.1497.14 219.87219.87 61.07 %61.07%
RR 122.73122.73 실시예 3 (라)
(DBM 30% + Cortical 70%)
Example 3 (d)
(DBM 30% + Cortical 70%)
LL 155.18155.18 306.41306.41 85.11 %85.11%
RR 151.23151.23

표 3에 나타난 바와 같이, 이식 후 6주가 지난 시점에서의 골이식재의 부피는 탈회골기질과 피질골이 혼합된 골이식재 (다)의 경우에서 원래 부피의 85% 정도로 보다 높게 나타났다.As shown in Table 3, the volume of bone graft material at 6 weeks after transplantation was higher than 85% of the original volume in the case of bone graft material (c) mixed with demineralized bone matrix and cortical bone.

도 6은 골이식재의 이식 후 6주 후의 H&E(Hematoxylin and Eosin) staining 결과를 나타내고 있다. 대조군인 (가)에서는 일반적인 근 섬유. 국소성 임파구 침윤(Focal lymphocyte infiltration)등이 관찰되며, (나), (다) 및 (라)에서는 모두 골이식재 주변 다수의 섬유아세포(Fibroblast)로 구성된 결합조직(Connective tissue) 및 파골세포(Osteoclast)가 소수 관찰되었다. 또한, 골이식재와 주변 섬유성 결합조직(Fibrotic connective tissue)과는 연접되지 않은 빈 공간으로 관찰되는 것으로 나타나, 염증반응 등의 면역거부반응이 없이 높은 안정성과 생체적합성을 나타내고 있다.Figure 6 shows the results of H & E (Hematoxylin and Eosin) staining 6 weeks after transplantation of bone graft material. In the control group (a), common muscle fibers. Focal lymphocyte infiltration has been observed. A small number was observed. In addition, the bone graft material and the surrounding fibrotic connective tissue (Fibrotic connective tissue) is observed as an empty space not connected, and shows high stability and biocompatibility without immune rejection reactions such as inflammatory reactions.

결과적으로, 본 발명에 따른 골이식재는 이식 후 6주 후에도 형태, 부피, 염증반응 정도 및 골재생촉진 효과에서 우수함을 알 수 있다.
As a result, it can be seen that the bone graft material according to the present invention is excellent in form, volume, inflammatory response and bone regeneration promoting effect even after 6 weeks after transplantation.

시험예Test Example 4. 이식 후 12주 후의  4. 12 weeks after transplantation 골이식재의Bone graft 형태, 부피, 염증반응 정도 및  Shape, volume, inflammatory response 골재생촉진Bone regeneration 효과 effect

도 7은 시술 12주 후에 촬영한 X-ray사진이다. 역시 (가)는 대조군이며, (나)는 탈회골기질 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이며, (다)는 피질골(cortical bone) 성분만 포함하는 골이식재를 이식한 모습이다. (라)는 탈회골기질과 피질골의 비율을 3:7로 혼합하여 제조한 골이식재를 이식한 모습이다.7 is an X-ray photograph taken 12 weeks after the procedure. Again (A) is a control, (B) is a transplant of bone graft material containing only demineralized bone matrix components, (C) is a transplant of bone graft material containing only the cortical bone components. (D) is a transplant of bone graft material prepared by mixing the ratio of demineralized bone matrix and cortical bone in a 3: 7 ratio.

도 7을 참조하면, 이식한 후 12주 지났지만 삽입된 골이식재의 크기는 도 4와 비교하였을 때 다소 감소되었으나, 형태 및 위치는 그대로 유지되고 있는 것으로 나타나고 있다. 이와 같은 결과를 좀 더 정확하게 확인하기 위하여 도 8과 같이 MicroCT를 수행하였다. 도 8의 MicroCT의 결과를 통해 이식 12주 후 골이식재의 부피를 수치화하여 표 3에 나타내었다.Referring to FIG. 7, although the size of the implanted bone graft material was slightly reduced compared to FIG. 4 after 12 weeks after implantation, the shape and location of the bone graft were maintained as it is. MicroCT was performed as shown in FIG. 8 to more accurately confirm the results. The volume of bone graft material was quantified 12 weeks after transplantation through the results of the microCT of FIG. 8.

이식재Implants 좌 우Right and left 이식재Implants 부피 volume
(( mmmm 33 ))
부피합계Volume total
(( mmmm 33 ))
형태유지정도Shape maintenance degree
(초기부피 360 (Initial volume 360 mmmm 33 ))
대조군 (가)Control group LL 00 00 0 %0 % RR 00 (나)
(DBM 성분만 함유)
(I)
(Contains only DBM ingredients)
LL 78.8378.83 152.14152.14 42.26 %42.26%
RR 73.3173.31 (다)
(Cortical 성분만 함유)
(All)
(Contain only Cortical ingredients)
LL 49.5849.58 154.41154.41 42.89 %42.89%
RR 104.83104.83 (라)
(DBM 30% + Cortical 70%)
(la)
(DBM 30% + Cortical 70%)
LL 139.55139.55 266.74266.74 74.09 %74.09%
RR 127.19127.19

표 3에 나타난 바와 같이, 이식 후 12주가 지난 시점에서의 골이식재의 부피는 탈회골기질만 사용하여 제조된 골이식재 (나)와 피질골만 사용된 (다)에서 약 40%이상 유지되는 것으로 나타났으며, 탈회골기질과 피질골이 혼합된 골이식재 (다)에서는 원래 부피의 75% 정도로 보다 높게 나타났다.As shown in Table 3, the volume of bone graft material at 12 weeks after transplantation was maintained at about 40% or more in bone graft material (B) and cortical bone material (B) prepared using only demineralized bone matrix. The bone graft material (C) mixed with demineralized bone matrix and cortical bone was higher than 75% of the original volume.

도 9는 골이식재의 이식 후 6주 후의 H&E(Hematoxylin and Eosin) staining 결과를 나타내고 있다. 대조군인 (가)에서는 일반적인 근 섬유 및 근육 구조만이 관찰되며, (나)에서는 골이식재 주변으로 섬유아세포 및 파골세포(Osteoclast)가 관찰되었고 충진부의 골형성은 관찰되지 않았다.Figure 9 shows the results of H & E (Hematoxylin and Eosin) staining 6 weeks after transplantation of bone graft material. In the control group (A), only general muscle fibers and muscle structures were observed, and in (B), fibroblasts and osteoclasts were observed around the bone graft material, and bone formation was not observed in the filling area.

(다)에서는 소수 임파구 침윤(Lymphocyte infiltration), 섬유아세포(Fibroblast)와 섬유성 결합조직(Fibrotic connective tissue) 및 대식세포 침윤(Macrophage infiltration)등의 현상이 관찰되었으며, 충진재 주변으로 파골세포(Osteoclast)가 관찰되었다.In (c), minor lymphocyte infiltration, fibroblast and fibrotic connective tissue, and macrophage infiltration were observed. Was observed.

(라)에서는 섬유아세포와 섬유성 결합조직이 관찰되었으며, 소수의 호중성 백혈구(Neutrophil)과 대식세포 침윤(Macrophage infiltration)이 관찰되었다. In (D), fibroblasts and fibrous connective tissue were observed, and a small number of neutrophils and macrophage infiltration were observed.

이를 통해, 본 발명의 골이식재가 면역거부반응을 일으키지 않으며, 높은 안전성과 생체적합성을 나타내고 있음을 알 수 있다.
Through this, it can be seen that the bone graft material of the present invention does not cause an immune rejection reaction, and exhibits high safety and biocompatibility.

실시예Example 4.  4. 골재생용For bone regeneration 시트의 제조 Manufacture of sheets

실시예 3에 따라 제조된 골이식재를 60℃로 가열한 후, 한국 등록특허 0469661의 실시예 1에 따라 기저막의 손상없이 표피층과 진피층의 세포가 제거되어 면역반응이 일어나지 않도록 제조된 기저막을 포함하는 시트 위에 놓았다. 이를 실온에 방치 하여 젤라틴이 기저막을 포함하는 시트에 스며들도록 하였다. 일정시간이 지나고 젤라틴이 굳음으로 골이식재에 포함된 젤라틴과 기저막을 포함하는 시트에 스며든 젤라틴이 응고되어 두 물질이 접합되었다.After heating the bone graft material prepared according to Example 3 to 60 ℃, according to Example 1 of Korean Patent No. 0469661 to remove the cells of the epidermal layer and the dermal layer without damaging the basement membrane to include a base membrane prepared to prevent the immune reaction occurs Placed on the sheet. It was left at room temperature to allow gelatin to seep into the sheet containing the basement membrane. After a certain period of time, the gelatine hardened, and the gelatin in the bone graft material and the gelatin in the sheet containing the basement membrane were coagulated so that the two materials were joined.

도 10에는 젤라틴이 포함된 골이식재와 기적막을 포함하는 시트(SureDerm)을 접합한 후 MT 염색한 사진이 나타나있다. MT 염색에서 콜라겐은 푸른 빛을 띄고 젤라틴은 붉은 색을 띄며, 상기 무세포진피층은 대부분이 콜라겐으로 이루어져 푸른 빛을 나타낸다. 하지만 젤라틴이 스며들어 접합되었기 때문에 젤라틴이 스며든 부분이 붉은 색으로 나타나고 있는 것을 확인할 수 있다.
FIG. 10 shows a MT stained image after bonding a sheet (SureDerm) including a gelatin-containing bone graft material and a miracle membrane. In MT staining, collagen is bluish and gelatin is reddish. The cell-free dermal layer is mostly composed of collagen, which is bluish. However, because the gelatin is infiltrated and bonded, the gelatin-infiltrated portion appears red.

실시예Example 5.  5. 골재생용For bone regeneration 시트의 시술 Sheet treatment

상기 실시예 4에 따라 제조된 골재생용 시트를 시술하여 부상 부위에 인접한 연조직이 골조직의 재생범위를 침범하지 않도록 하였다.The bone regeneration sheet prepared according to Example 4 was operated so that the soft tissue adjacent to the injury site did not invade the regeneration range of the bone tissue.

도 11에는 젤라틴이 포함된 골이식재와 무세포진피층이 접합된 물질을 rat의 피하에 이식한 후 4주 조직검사 사진이 나타나 있다. 도 11에서 M은 근육, S는 시트(SureDerm), D는 진피, DBM은 골재생재를 나타내며, 화살표는 기저막 부분을 나타낸다. FIG. 11 shows a four-week histology picture after implanting a gelatin-containing bone graft material and a cell-derived dermal layer into the subcutaneous rat. In Figure 11, M is muscle, S is sheet (SureDerm), D is the dermis, DBM represents bone regeneration material, the arrow represents the basement membrane part.

이를 참고하면, 골이식재가 피하에서 모양을 잘 잡고 있으며, 상기 방법을 통해 부착되어진 무세포진피층과 근육이 맞닿은 부분에서는 연조직이 침입이 방지되고 있는 것을 확인할 수 있다.
Referring to this, the bone graft material is well held in the subcutaneous shape, it can be confirmed that the invasion of the soft tissue in the portion where the acellular dermal layer and the muscle abutment attached through the above method is prevented.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, those skilled in the art will appreciate that such specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

Claims (20)

인체 유래(human)의 탈회골 기질 및 피질골이 혼합된 골분(bone powder) 40~90중량% 및 젤라틴 10~20중량%를 포함하고, 방사선으로 처리된 골재생재.
A bone regeneration material comprising 40 to 90% by weight of bone powder mixed with human demineralized bone matrix and cortical bone and 10 to 20% by weight of gelatin, and treated with radiation.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 골분(bone powder)은 0.01 ~ 2mm 크기로 파쇄된 것임을 특징으로 하는 골재생재.
The bone regeneration material of claim 1, wherein the bone powder is crushed to a size of 0.01 to 2 mm.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 젤라틴은 인체(human) 유래인 것을 특징으로 하는 골재생재.
According to claim 1, wherein the gelatin bone regeneration material, characterized in that derived from human (human).
제1항에 있어서, 상기 젤라틴은 방사선처리를 통해 가교화(cross-linked)된 것인 골재생재.
The bone regeneration material according to claim 1, wherein the gelatin is cross-linked through radiation treatment.
제1항에 있어서, 상기 방사선은 감마선, 전자선(E-beam) 및 X-선으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 골재생재.
According to claim 1, The radiation is bone regeneration material, characterized in that at least one selected from the group consisting of gamma rays, electron beams (E-beam) and X-rays.
제1항에 있어서, 상기 방사선의 흡수선량은 10~30KGy인 것을 특징으로 하는 골재생재.
The bone regeneration material according to claim 1, wherein the absorbed dose of radiation is 10-30KGy.
제1항에 있어서, 보습제 0~50중량%을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 골재생재.
The moisturizer of claim 1 A bone regeneration material, characterized in that it further comprises 0 to 50% by weight.
제9항에 있어서, 상기 보습제는 글리세롤인 것을 특징으로 하는 골재생재.
The bone regeneration material according to claim 9, wherein the moisturizing agent is glycerol.
하기의 단계를 포함하는 골재생재의 제조방법:
피질골을 HCl로 탈회처리하고 파쇄하고 탈회골 기질과 혼합하여 골분(bone powder)을 준비하는 단계;
상기 골분 1g당 0.1~2부피%의 수산화칼슘(Ca(OH)2) 용액 15~25mL의 비율로 10~20℃에서 30~70일간 가수분해처리하는 단계;
상기 가수분해처리된 골분 1g당 5~15mL의 증류수 또는 생리식염수를 가하여 현탁액을 제조하는 단계;
상기 제조된 현탁액을 50~90℃까지 온도를 승온시키면서 추출액을 수집하는 단계;
상기 수집된 추출액은 여과 또는 원심분리를 통하여 골분을 제거하고 농축시켜 젤라틴을 추출하는 단계;
상기 추출된 젤라틴을 골분과 혼합하는 단계; 및
상기 젤라틴과 골분의 혼합물에 방사선을 조사하는 단계.
Method for producing a bone regeneration material comprising the following steps:
Demineralizing the cortical bone with HCl, crushing and mixing with the demineralized bone matrix to prepare bone powder;
Hydrolysis at 10-20 ° C. for 30-70 days at a ratio of 15-25 mL of 0.1-2% by volume calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) solution per 1 g of bone meal;
Preparing a suspension by adding 5-15 mL of distilled water or physiological saline per 1 g of the hydrolyzed bone meal;
Collecting the extract while raising the temperature of the prepared suspension to 50 ~ 90 ℃;
Extracting gelatin by removing the bone powder and concentrating the collected extract by filtration or centrifugation;
Mixing the extracted gelatin with bone meal; And
Irradiating the mixture of gelatin and bone meal with radiation.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제11항에 있어서, 상기 젤라틴을 골분과 혼합하는 단계는 전체 혼합물에서 골분이 40~90중량%, 젤라틴이 10~20중량% 되도록 혼합하는 것을 특징으로 하는 골재생재의 제조방법.
12. The method of claim 11, wherein the mixing of the gelatin with bone flour comprises mixing 40-90 wt% of bone flour and 10-20 wt% of gelatin in the entire mixture.
제11항에 있어서, 상기 젤라틴과 골분의 혼합물에 방사선을 조사하는 단계는 흡수선량이 10~30KGy이 되도록 방사선을 조사하는 것을 특징으로 하는 골재생재의 제조방법.
12. The method of claim 11, wherein the irradiating the mixture of gelatin and bone meal is irradiated with radiation such that the absorbed dose is 10-30KGy.
제1항, 제3항 및 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 골재생재를 시트(Sheet)의 일측 또는 양측에 부착시킨 골재생용 시트.
A bone regeneration sheet, wherein the bone regeneration material according to any one of claims 1, 3, and 5 to 10 is attached to one side or both sides of a sheet.
제17항에 있어서, 상기 시트는 상피조직(Epithelium), 내피조직(Endothelium) 및 결합조직(Connective tissue)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것임을 특징으로 하는 골재생용 시트.
The sheet for bone regeneration according to claim 17, wherein the sheet is at least one selected from the group consisting of epithelium, endothelium, and connective tissue.
제17항에 있어서, 상기 시트는 포유류 유래의 세포간질(Extracellular Matrix) 또는 심막(Pericardium)을 포함하는 것을 특징으로 하는 골재생용 시트.
18. The bone regeneration sheet according to claim 17, wherein the sheet includes an extracellular matrix or a pericardium derived from a mammal.
제17항에 있어서, 상기 시트는 포유류 유래의 콜라겐 또는 기저막(basement membrane)을 포함하는 것을 특징으로 하는 골재생용 시트.The sheet for bone regeneration according to claim 17, wherein the sheet includes a mammalian-derived collagen or a basement membrane.
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